区块链存储机制对比
① 区块链究竟是什么呢
区块链究竟是什么呢?本质上讲,区块链是一种分布式、去中心化的网络数据库系统, 这个系统会让数据的存储、更新、维护、操作变得不同。区块链有四项不可缺的核心技术, 分别是:分布式存储、共识机制、密码学原理、智能合约。
那么我们下面就讲一讲,与传统数据处理相比,区块链到底有什么不同,帮助大家了 解区块链是什么,让大家对区块链有一个总的认知。
一、区块链中的数据存储:块链式数据结构
在数据存储方面,区块链技术利用的是“块链式数据结构”来验证与存储数据的。
块链式结构是什么意思呢?铁链子大家都见过吧,一环套一环那种,那其实,每一环 我们可以看作是一个区块,很多环节扣在一起就形成了区块链。
这个所谓的“铁链”是如何存储数据的呢?简单来讲,区块链和普通存储数据的不同 之处在于:在区块链上,后一个区块里的数据是包含前一个区块里的数据的。
以读书为例:我们平时看书,看完第 1 页,接着读第 2 页、第 3 页......
那在区块链里面呢,如果给每个区块标注上页码,那么第 2 页的内容是包含第 1 页的 内容的,第 3 页的内容包含第 1 页和第 2 页的内容......第 10 页包含了前 9 页的内容, 就是这样一个层层嵌套的链条,这样一来,就可以追溯到最本源的数据了,这就是区块链 的可追溯性。
区块链这种“块链式数据结构”使之具备可追溯性,这就天然适用于许多领域,譬如: 食品溯源、药品溯源等等。这样一来,毒奶粉、假疫苗、伪劣食品事件出现的概率就会大 大降低,因为一旦出现问题,通过溯源可以清晰知道到底是哪个环节出现问题,问责追偿 将会更加清晰。
二、区块链中的数据更新:分布式节点共识算法
在数据更新方面,区块链技术是利用“分布式节点共识算法”来生成和更新数据。
每每生成新的区块(也就是更新数据的时候),都需要通过一种算法,获得全网 51% 以上节点的认可才能构成新的区块。说白了就是投票,超过半数人同意就可以生成,这就 使得区块链上的数据不容篡改。
为什么这么说呢?我们还是打一个比喻:我们把区块链比作一个账本,因为都是记录 数据的嘛,传统世界里,记账权力在于记账先生,账本属于记账先生一个人的。那么在区 块链里面,每一个人都拥有这个账本,想要更新账目呢,就要投票,半数人以上赞成才可 以去更新账目数据。
在这个过程中,我们会涉及到这么几个名词:分布式、节点、共识算法,这几个名词 其实非常好理解:
每个人都记账(也就是人人拥有账本,账本分散在每个人手里),就是所谓的“分布 式”;
大家讨论、投票产生的、一致赞同的记账办法,就是所谓的“共识算法”;
每一个参与记账的人,就是所谓的“节点”。
三、 区块链中的数据维护:密码学
在数据维护阶段,区块链的不同之处就在于:它利用密码学的方式来保证数据传输和 访问的安全。
区块链中所应用的密码学原理主要有:哈希算法、Merkle 哈希树、椭圆曲线算法、 Base58。这些原理,其实都是通过一系列复杂的运算以及换算,来保证区块链上数据安全。
四、 区块链中的数据操作:智能合约
智能合约,是由计算机程序定义并自动执行的承诺协议,说白了,就是用代码执行的 一套交易准则,类似于现在的信用卡自动还款功能,开启这个功能,你自己什么都不用管, 到期银行会自动扣除你欠的钱。
智能合约的突出优势就是,很大程度上避免了由信任产生的一系列问题。
我们很多人,都遇到过被借钱的事情:朋友手头紧了跟你借 2000 块钱,承诺下个月 发了工资还钱,到了下个月他又找别的借口不还,拖来托去这事儿就没谱了。本来没多少 钱,还是朋友,虽然你很郁闷,这事也就算了。
那么,有了智能合约以后,他就不能赖账了,因为在智能合约上,一旦触发合约中的 条款,代码就会自动执行,不管他愿不愿意,只要他发了工资、账户上有了钱,他就得还 你。
总结一下本节内容,区块链中有四项不可缺的核心技术,分别是:分布式存储、共识 机制、密码学原理、智能合约。
我们可以这样理解:分布式存储对应的是数据存储这个阶段,共识机制对应的是数据 的处理更新这个阶段,密码学对应的是数据安全,智能合约对应的是数据的操作问题。
② 区块链数据什么形式储存(区块链内的数据以什么形式存储)
在区块链中,记录的数据是以什么形式储存的?加密代码。每几分钟就有一个新的区块生成,里面储存了不同的信息由不同的密码(双钥)构成。
区块链分布式存储:生态大数据的存储新模式区块链,当之无愧的2019最靓的词,在科技领域闪闪发亮,在实体行业星光熠熠。
2019年的1024讲话,让区块链这个词焕然一新,以前它总是和传销和诈骗联系在一起,“区块链”这个词总是蒙上一层灰色。但是如今,区块链则是和实体经济融合紧密相连,成为国家的战略技术,这个词瞬间闪耀着热情的红色和生意盎然的绿色。
“产业区块链”在这个时代背景下应运而生,是继“互联网”后的又一大热门词汇,核心就是区块链必须和实体产业融合,脱虚向实,让区块链技术找到更多业务场景才是正道。
区块链的本质就是一个数据库,而且是采用的分布式存储的方式。作为一名区块链从业者,今天就来讲讲区块链的分布式存储和生态大数据结合后,碰撞产生的火花。
当前的存储大多为中心化存储,存储在传统的中心化服务器。如果服务器出现宕机或者故障,或者服务器停止运营,则很多数据就会丢失。
比如我们在微信朋友圈发的图片,在抖音上传的视频等等,都是中心化存储。很多朋友会把东西存储在网上,但是某天打开后,网页呈现404,则表示存储的东西已经不见了。
区块链,作为一个分布式的数据库,则能很好解决这方面的问题。这是由区块链的技术特征决定了的。区块链上的数字记录,不可篡改、不可伪造,智能合约让大家更高效地协同起来,从而建立可信的数字经济秩序,能够提高数据流转效率,打破数据孤岛,打造全新的存储模式。
生态大数据,其实和我们每天的生活息息相关,比如每天的天气预报,所吃的农产品的溯源数据等等,都是生态大数据的一部分。要来谈这个结合,首先咱们来看看生态大数据存储的特点。
伴随着互联网的发展,当前,生态大数据在存储方面有具有如下特点:
从数据规模来看,生态数据体量很大,数据已经从TB级跃升到了PB级别。
随着各类传感器技术、卫星遥感、雷达和视频感知等技术的发展,数据不仅来源于传统人工监测数据,还包括航空、航天和地面数据,他们一起产生了海量生态环境数据。近10年以来,生态数据以每年数百个TB的数据在增长。
生态环境大数据需要动态新数据和历史数据相结合来处理,实时连续观测尤为重要。只有实时处理分析这些动态新数据,并与已有历史数据结合起来分析,才能挖掘出有用信息,为解决有关生态环境问题提供科学决策。
比如在当前城市建设中,提倡的生态环境修复、生态模型建设中,需要大量调用生态大数据进行分析、建模和制定方案。但是目前很多历史数据因为存储不当而消失,造成了数据的价值的流失。
既然生态大数据有这些特点,那么它有哪些存储需求呢?
当前,生态大数据面临严重安全隐患,强安全的存储对于生态大数据而言势在必行。
大数据的安全主要包括大数据自身安全和大数据技术安全,比如在大数据的数据存储中,由于黑客外部网络攻击和人为操作不当造成数据信息泄露。外部攻击包括对静态数据和动态数据的数据传输攻击、数据内容攻击、数据管理和网络物理攻击等。
例如,很多野外生态环境监测的海量数据需要网络传输,这就加大了网络攻击的风险。如果涉及到军用的一些生态环境数据,如果被黑客获得这些数据,就可能推测到我国军方的一些信息,或者获取敏感的生态环境数据,后果不堪设想。
生态大数据的商业化应用需要整合集成政府、企业、科研院所等社会多来源的数据。只有不同类型的生态环境大数据相互连接、碰撞和共享,才能释放生态环境大数据的价值。
以当前的智慧城市建设为例,很多城市都在全方位、多维度建立知识产权、种质资源、农资、农产品、病虫害疫情等农业信息大数据中心,为农业产供销提供全程信息服务。建设此类大数据中心,离不开各部门生态大数据的共享。
但是,生态大数据共享面临着巨大挑战。首先,我国生态环境大数据包括气象、水利、生态、国土、农业、林业、交通、社会经济等其他部门的大数据,涉及多领域多部门和多源数据。虽然目前这些部门已经建立了自己的数据平台,但这些平台之间互不连通,只是一个个的数据孤岛。
其次,相关部门因为无法追踪数据的轨迹,担心数据的利益归属问题,便无法实现数据的共享。因此,要想挖掘隐藏在生态大数据背后的潜在价值,实现安全的数据共享是关键,也是生态大数据产生价值的前提和基础。
生态大数据来之不易,是研究院所、企业、个人等社会来源的集体智慧。
其中,很多生态大数据涉及到了知识产权的保护。但是目前的中心化存储无法保证知识产权的保护,无法对数据的使用进行溯源管理,容易造成知识产权的侵犯和隐私数据的泄露。
这些就是生态大数据在存储方面的需求。在当前产业区块链快速发展的今天,区块链的分布式存储是可以为生态大数据存储提供全新的存储方式的。这个核心前提就是区块链的分布式存储、不可篡改和数据追踪特性。
把区块链作为底层技术,搭建此类平台,专门存储生态大数据,可以设置节点管理、存储管理、用户管理、许可管理、业务通道管理等。针对上层业务应用提供高可用和动态扩展的区块链网络底层服务的实现。在这个平台的应用层,可以搭建API接口,让整个平台的使用灵活可扩展。区块链分布式存储有如下特点:
利用区块链的分布式存储,能够实现真正的生态大数据安全存储。
首先,数据永不丢失。这点对于生态大数据的历史数据特别友好,方便新老数据的调用和对比。
其次,数据不易被泄露或者攻击。因为数据采取的是分布式存储,如果遭遇攻击,也只能得到存储在部分节点里的数据碎片,无法完全获得完整的数据信息或者数据段。
区块链能够实现生态数据的存储即确权,这样就能够避免知识产权被侵害,实现安全共享。毕竟生态大数据的获取,是需要生态工作者常年在野外驻守,提取数据的。
生态大数据来之不易,是很多生态工作者的工作心血和结晶,需要得到产权的保护,让数据体现出应用价值和商业价值,保护生态工作者的工作动力,让他们能够深入一线,采集出更多优质的大数据。
同时,利用区块链的数据安全共享机制,也能够打破气象、林业、湿地等部门的数据壁垒,构建安全可靠的数据共享机制,让数据流转更具价值。
现在有部分生态工作者,为了牟取私利,会将生态数据篡改。如果利用区块链技术,则没有那么容易了。
利用加密技术,把存储的数据放在分布式存储平台进行加密处理。如果生态大数据发生变更,平台就可以记录其不同版本,便于事后追溯和核查。
这个保护机制主要是利用了数据的不可篡改,满足在使用生态大数据的各类业务过程中对数据的安全性的要求。
区块链能够对数据提供安全监控,记录应用系统的操作日志、数据库的操作日志数据,并加密存储在系统上,提供日志预警功能,对于异常情况通过区块链浏览器展示出来,便于及时发现违规的操作和提供证据。
以上就是区块链的分布式存储能够在生态大数据方面所起的作用。未来,肯定会出现很多针对生态大数据存储的平台诞生。
生态大数据是智慧城市建设的重要基础资料,引用区块链技术,打造相关的生态大数据存储和管理平台,能够保证生态大数据的安全存储和有效共享,为智慧城市建设添砖加瓦,推动产业区块链的发展。
作者:Justina,微信公众号:妙译生花,从事于区块链运营,擅长内容运营、海外媒体运营。
题图来自Unsplash,基于CC0协议。
区块链交易信息如何存储?看是存储什么类型的数据
如果是一些字符串或者json对象,可以扩展账本结构链上存储
如果是图片、视频、大文件;可以把hash值存在区块链上,原文件利用云存储
区块链技术的分布式存储是什么?区块链技术的分布式存储就是数据不放在同一台主机上,它分散放在不同的主机上,而且这个数据不可更改。
区块链技术中数据的储存方式是怎样的?简单的来说,区块链的数据储存是通过区块通过公式算法过程后被正式纳入区块链中储存,全网节点均表示接受该区块,而表示接受的方法,就是将区块的随机散列值是为最新的区块散列值,兴趣快的制造将以该区块链为基础进行延长。
区块链是什么?区块链有两个含义:
1、区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
2、区块链是比特币的底层技术,像一个数据库账本,记载所有的交易记录。这项技术也因其安全、便捷的特性逐渐得到了银行与金融业的关注。
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
③ 区块链有哪些机制,区块链的机制有哪些
区块链常见的三大共识机制区块链是建立在P2P网络,由节点参与的分布式账本系统,最大的特点是“去中心化”。也就是说在区块链系统中,用户与用户之间、用户与机构之间、机构与机构之间,无需建立彼此之间的信任,只需依靠区块链协议系统就能实现交易。
可是,要如何保证账本的准确性,权威性,以及可靠性?区块链网络上的节点为什么要参与记账?节点如果造假怎么办?如何防止账本被篡改?如何保证节点间的数据一致性?……这些都是区块链在建立“去中心化”交易时需要解决的问题,由此产生了共识机制。
所谓“共识机制”,就是通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认;当出现意见不一致时,在没有中心控制的情况下,若干个节点参与决策达成共识,即在互相没有信任基础的个体之间如何建立信任关系。
区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法,在机器之间建立“信任”网络,从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。
不同的区块链种类需要不同的共识算法来确保区块链上最后的区块能够在任何时候都反应出全网的状态。
目前为止,区块链共识机制主要有以下几种:POW工作量证明、POS股权证明、DPOS授权股权证明、Paxos、PBFT(实用拜占庭容错算法)、dBFT、DAG(有向无环图)
接下来我们主要说说常见的POW、POS、DPOS共识机制的原理及应用场景
概念:
工作量证明机制(Proofofwork),最早是一个经济学名词,指系统为达到某一目标而设置的度量方法。简单理解就是一份证明,用来确认你做过一定量的工作,通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量。
工作量证明机制具有完全去中心化的优点,在以工作量证明机制为共识的区块链中,节点可以自由进出,并通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权,求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。
应用:
POW最著名的应用当属比特币。在比特币网络中,在Block的生成过程中,矿工需要解决复杂的密码数学难题,寻找到一个符合要求的BlockHash由N个前导零构成,零的个数取决于网络的难度值。这期间需要经过大量尝试计算(工作量),计算时间取决于机器的哈希运算速度。
而寻找合理hash是一个概率事件,当节点拥有占全网n%的算力时,该节点即有n/100的概率找到BlockHash。在节点成功找到满足的Hash值之后,会马上对全网进行广播打包区块,网络的节点收到广播打包区块,会立刻对其进行验证。
如果验证通过,则表明已经有节点成功解迷,自己就不再竞争当前区块,而是选择接受这个区块,记录到自己的账本中,然后进行下一个区块的竞争猜谜。网络中只有最快解谜的区块,才会添加的账本中,其他的节点进行复制,以此保证了整个账本的唯一性。
假如节点有任何的作弊行为,都会导致网络的节点验证不通过,直接丢弃其打包的区块,这个区块就无法记录到总账本中,作弊的节点耗费的成本就白费了,因此在巨大的挖矿成本下,也使得矿工自觉自愿的遵守比特币系统的共识协议,也就确保了整个系统的安全。
优缺点
优点:结果能被快速验证,系统承担的节点量大,作恶成本高进而保证矿工的自觉遵守性。
缺点:需要消耗大量的算法,达成共识的周期较长
概念:
权益证明机制(ProofofStake),要求证明人提供一定数量加密货币的所有权。
权益证明机制的运作方式是,当创造一个新区块时,矿工需要创建一个“币权”交易,交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间,依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,从而加快了寻找随机数的速度。
应用:
2012年,化名SunnyKing的网友推出了Peercoin(点点币),是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。PPC最大创新是其采矿方式混合了POW及POS两种方式,采用工作量证明机制发行新币,采用权益证明机制维护网络安全。
为了实现POS,SunnyKing借鉴于中本聪的Coinbase,专门设计了一种特殊类型交易,叫Coinstake。
上图为Coinstake工作原理,其中币龄指的是货币的持有时间段,假如你拥有10个币,并且持有10天,那你就收集到了100天的币龄。如果你使用了这10个币,币龄被消耗(销毁)了。
优缺点:
优点:缩短达成共识所需的时间,比工作量证明更加节约能源。
缺点:本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算,转账真实性较难保证
概念:
授权股权证明机制(DelegatedProofofStake),与董事会投票类似,该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统,就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会,所有股东都在这里投票决定公司决策。
授权股权证明在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时,还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表,而非全体用户。在这样的区块链中,全体节点投票选举出一定数量的节点代表,由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。
同时,区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要,全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格,重新选举新的代表,实现实时的民主。
应用:
比特股(Bitshare)是一类采用DPOS机制的密码货币。通过引入了见证人这个概念,见证人可以生成区块,每一个持有比特股的人都可以投票选举见证人。得到总同意票数中的前N个(N通常定义为101)候选者可以当选为见证人,当选见证人的个数(N)需满足:至少一半的参与投票者相信N已经充分地去中心化。
见证人的候选名单每个维护周期(1天)更新一次。见证人然后随机排列,每个见证人按序有2秒的权限时间生成区块,若见证人在给定的时间片不能生成区块,区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。DPoS的这种设计使得区块的生成更为快速,也更加节能。
DPOS充分利用了持股人的投票,以公平民主的方式达成共识,他们投票选出的N个见证人,可以视为N个矿池,而这N个矿池彼此的权利是完全相等的。持股人可以随时通过投票更换这些见证人(矿池),只要他们提供的算力不稳定,计算机宕机,或者试图利用手中的权力作恶。
优缺点:
优点:缩小参与验证和记账节点的数量,从而达到秒级的共识验证
缺点:中心程度较弱,安全性相比POW较弱,同时节点代理是人为选出的,公平性相比POS较低,同时整个共识机制还是依赖于代币的增发来维持代理节点的稳定性。
什么是区块链?区块链有两个含义:
1、区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
2、区块链是比特币的底层技术,像一个数据库账本,记载所有的交易记录。这项技术也因其安全、便捷的特性逐渐得到了银行与金融业的关注。
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
区块链的共识机制
所谓“共识机制”,是通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认;对一笔交易,如果利益不相干的若干个节点能够达成共识,我们就可以认为全网对此也能够达成共识。北京木奇移动技术有限公司,专业的区块链外包开发公司,欢迎洽谈合作。下面我们将一下区块链的几种共识机制,希望对大家了解区块链基础技术有帮助。
因为区块链技术的发展,大家对共识机制这个词也不再陌生,随着技术发展,各种创新的共识机制也在发展。
POW工作量证明
比特币就是使用PoW工作量证明机制,到后来的以太坊都是PoW的共识机制。Pow相当于算出很难的数学难题,就是计算出新区块的hash值,而且计算的难度会每一段时间就会调整。PoW虽然是大家比较认可的共识机制,计算会消耗大量的能源,还有可能会污染环境。
POS权益证明
通过持有Token的数量和时长来决定获得记账权的机率。相比POW,POS避免了挖矿造成大量的资源浪费,缩短了各个节点之间达成共识的时间,网络环境好的话可实现毫秒级,对节点性能要求低。
但POS的缺点同样明显,持有Token多的节点更有机会获得记账权,这将导致“马太效应”,富者越富,破坏了区块链的去中心化。
DPOS权益证明
DPOS委托权益证明与POS原理相同,其主要区别在于,DPOS的Token持有者可以投票选举代理人作为超级节点,负责在网络上生产区块并维护共识规则。如果这些节点未能履行职责,将投票选出新的节点。同样的弊端也是倾向于中心化。
POA权威证明
POA节点之间无需进行通信即可达成共识,因此效率极高。并且它也能很好地对抗算力攻击,安全性较高。但是POA需要一个集中的权威节点来验证身份,这就意味着它会损害区块链的去中心化,这也是在去中心化和提高效率之间的妥协。
区块链目前用到哪些共识机制?它们各自的优缺点和适用范围是什么目前主要有四大类共识机制:Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量证明,就是大家熟悉的挖矿,通过与或运算,计算出一个满足规则的随机数,即获得本次记账权,发出本轮需要记录的数据,全网其它节点验证后一起存储;
优点:完全去中心化,节点自由进出;
缺点:目前bitcoin已经吸引全球大部分的算力,其它再用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全;挖矿造成大量的资源浪费;共识达成的周期较长,不适合商业应用
2、Pos权益证明,Pow的一种升级共识机制;根据每个节点所占代币的比例和时间;等比例的降低挖矿难度,从而加快找随机数的速度。
优点:在一定程度上缩短了共识达成的时间
缺点:还是需要挖矿,本质上没有解决商业应用的痛点
3、DPos股份授权证明机制,类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,代理他们进行验证和记账。
优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证
缺点:整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的
4、Pool验证池,基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证机制;是目前行业链大范围在使用的共识机制
优点:不需要代币也可以工作,在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础上,实现秒级共识验证;
缺点:去中心化程度不如bictoin;更适合多方参与的多中心商业模式
在使用共识机制,保证数据一致性时的巨大优势(共识机制则是Ripple首先提出的,数据正确性优先的网络交易同步机制,在共识网络中,无论软件代码怎么变动,无法取得共识就无法进入网络,更不要提分叉了)。
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PS:稍微自黑下,虽然共识机制绝对能确保任何时候都不会产生硬分叉。但是,这种机制的缺点也比较明显,那就是要取得与其他节点的共识,明显要比当前Bitcoin网络漫长的多。极端情况下,在Ripple共识机制网络中掉线的后果也是很恐怖的。
有可能你家停电一天,第二天整个系统就再也无法与其它Rippled节点取得共识了(共识机制事实上需要超过80%的节点承认了你的数据,你的提交才会被其它节点接受,否则就会被排它的拒绝连接),甚至只能清空自己全部500多GB数据重新同步才能连上其它Ripple节点。
所以目前来说,现有的Rippled端并不适合民用(商用的话影响就比较小,比如RL自己的Rippled节点托管在亚马逊云数据中心,长时间无响应是可以高额索赔的,而且那种地方除了大型灾害几乎不会断),这也是RL一直想改进的方面之一。
区块链有哪些特点和运作机制?区块链是一种共享的分布式数据库技术。尽管不同报告中对区块链的一句话介绍措辞都不相同,但以下4个技术特点是共识性的。x0dx0a1.去中心化(Decentralized):图1的左侧描述了当今金融系统的中心化特征,右侧描述的是正在形成的去中心化金融系统,其没有中介机构,所有节点的权利和义务都相等,任一节点停止工作都会不影响系统整体的运作;x0dx0a2.去信任(Trustless):系统中所有节点之间无需信任也可以进行交易,因为数据库和整个系统的运作是公开透明的,在系统的规则和时间范围内,节点之间无法欺骗彼此;x0dx0a3.集体维护(CollectivelyMaintain):系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的,系统中所有人共同参与维护工作;x0dx0a4.可靠数据库(ReliableDatabase):系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝,修改单个节点的数据库是无效的,因为系统会自动比较,认为最多次出现的相同数据记录为真。x0dx0a比特币、以太坊、DECENT这些项目的区块链都是具备这些特点的。
区块链计算模式下区块链账本的保障机制包括什么共识确认、多方存储、安全可信、不可篡改。区块链计算模式是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据,区块链账本的保障机制包括共识确认、多方存储、安全可信、不可篡改,保障机制是为管理活动提供物质和精神条件的机制,是按照功能来划分出来的,从机制的功能来分为激励机制,制约机制和保障机制。
④ 两种共识机制对比(PoW vs PoS)
区块链中最核心的架构就是共识机制,可以说是区块链的驱动引擎,发展这么多年,目前主流比较明确经得住考验的就只剩下PoW(Proof of Work)与PoS(Proof of Stake)两种机制。简单概述下,PoW系统的特点是通过消耗大量算力来计算特定算法的解(典型如哈希),第一个算出结果的有权生成区块,同时也会得到coin作为奖励(这也是coin的生产与分发过程,形象地称为Mining),采用PoW的典型区块链有Bitcoin和Ethereum,目前PoW也是运行时间最长,被公认为是最可靠安全的共识机制; 其本质是通过消耗大量算力来实现系统内的逆熵过程,保证系统的长期安全与稳定 。但PoW被广为诟病的也是其消耗太多的能源资源,这方面PoS就被认为是更为绿色的解决方案,顾名思义PoS是通过质押系统中的资产即coin来成为一个质押者(staker),这样就有权产出区块,质押份额越多,获得产出区块权的概率就越高,也代表着奖励越多。
在分布式系统中有一个 CAP 定理,是指一个分布式系统中存在着三元悖论,即不可能同时满足这三个特性:一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性 (Partition tolerance),而只能满足其中两个。区块链作为一种分布式网络,这个定理也逐渐演变成了区块链的三元悖论,即 安全性(Security) 、 去中心化(Decentralization) 和 可扩展性 (Scalability) ,也是同时只能满足两个特性。
整体上看PoW系统更注重的是 安全性(Security) 与 去中心化(Decentralization) ,放弃 可扩展性 (Scalability) ,这也是Bitcoin网络的吞吐量非常慢的原因。而PoS系统更关注的是 可扩展性 (Scalability) 与 去中心化(Decentralization) ,但就PoS能否真的 实现 去中心化(Decentralization) ,我是比较持怀疑态度的。从保守主义与系统的更长期稳定的角度出发,我个人是坚定地站在PoW这边的,可能跟自身保守的性格有关,并不是特别看好PoS作为基础层能比较稳定。特别是像这次 5月份的Luna事件 ,事件大概的过程是Luna链上的算法稳定币UST缺乏价值支撑最终脱锚,其核心问题在于UST的锚定设计试图用一个PoS股权系统去支撑其锚定美元,而且还超发了太多UST,再加上UST与Luna的兑换设计缺陷最终导致Luna自身的死亡螺旋。但这个事件更大的意义应该是敲响了一个警钟,PoS机制在面对空头资本砸盘时真的还能维持稳定、维持所谓的去中心化吗?可能到时节点数量萎缩的速度会很快,逐渐趋于中心化。
所有系统设计都需要根据自身定位来折中,以下从价值锚定的角度,简单分析下为什么长期来看PoW会更有优势。
在PoW系统中三股主要的参与者分别是研发人员,投资者(或者叫用户)与Miner,这三者的相互制衡,使得这个系统达到一个稳定平衡的状态。而PoS系统中,将Miner这个重要的制衡力量移除了,投资者和Miner变成了同一群体 质押者(stakers) ,因此该群体滥用权力的行为会变得相对不受限制,并且该链随后的发展方向也可能会更加不平衡,更容易倾向有利于 质押者(stakers) 群体的方向。
PoW系统很好的阐述了什么是被普遍认可的价值,抽象上来看就是高代价的稀缺性 ,高代价与稀缺性两者缺一不可。PoS最多只能实现其中一个稀缺性。
Miner为了在链上生产区块赚取coin,不仅需要持续支付高额电力成本,还必须不断投入研发、升级硬件、优化基础设施和运营规模来保持其竞争力。最终结果是,能够长期持续盈利的Miner并不会是一个一层不变的群体,而是总在竞争中淘汰掉效率太低的Miner,使高效率的Miner能存活下来。这也更有利于 去中心化(Decentralization) ,因为不断变化的Miner群体意味着没有一个Miner可以在相当长的时间内保持网络的大部分算力,除非他们通过严酷的竞争考验,不断优化自身来提供更多的算力。
而PoS系统中的质押者实际上并多少真正的风险投入,也没有优胜劣汰的严酷竞争机制,他们只需要简单地运行一个staker节点就可以躺着赚利息,本质上只是将自己在银行系统里的钱简单的转化为链上资本,就可以坐地收割后进入这个系统的新人。这种行为并没有太多难度,只是简单地赚取“无风险”利息,他们并没有将资本转化为任何形式的需要面临风险考验的投资。
而且当发生硬分叉时,PoW的Miner选择支持哪条链时会更为谨慎,因为他们需要投入高昂的电力成本来为他们的选择背书,一旦选错了将损失所有投入成本。PoS系统如果发生硬分叉,质押的coin作为系统内部状态的一部分,硬分叉后质押者将在两条不同链上都拥有相同数量的资产,由于没有什么沉默成本,导致质押者更愿意两边都支持,从而使硬分叉更容易且更频繁地出现,这被称为 nothing at stake 问题。
PoW是真正能做到无准入限制的(Permissionless),就是说已经在这个系统中的老人无法限制新人加入,只要你有能力提供算力,就能直接接入网络中产出coin。而PoS系统中,新人要进入,都不得不先从老人手中买coin。
而且PoW中Miner为了支付各种高昂成本(电力,设备,基础设施等),产出coin后也不得不卖出一些以弥补成本,这同时也是一种把coin分发给更多人的过程; 特别是在熊市,Miner为了维持开销也不得不低价贱卖coin,这样新人才有机会以相对低的成本获得筹码入场,这才是一个健康的生态扩张过程 。而PoS中由于质押者并没有什么运行成本,也不需要面对太多竞争,质押者出块得到coin后不需要急着卖出,更容易哄抬价格,其实会变相激励场内老人剥削新入场者,不给后来人更多机会;整个系统会趋向于更封闭,逐渐演变成一个有限游戏,长期运行下去只会越来越中心化;系统中财富越来越集中,富者更富,穷者更穷,从而更不可能实现 去中心化(Decentralization) 。
由于PoW系统中是以提供工作量的方式产出区块的,随着时间的推移这些工作量都会被累积起来并使链不断向前延伸,这也是为什么叫区块链;这些累积的工作量也给攻击者造成了巨大障碍,如果想要反转整条链,不仅需要非常高的算力,还需要相当长的时间,这也为应对攻击提供了足够长的时间缓冲。
而PoS系统其实只是维护一个分布式账本, 并没有工作量累积的概念,一旦攻击成功,要反转整条链就是相当容易的,几分钟就可以搞定。
严格来说由PoW算力支撑的BTC不应归为高科技类,由于它整个系统架构更保守更稳定,提供的更多的是一种 物化价值(objective costliness) ,更能作为价值之锚,所以数字黄金这个称号很贴切。而像ETH(目前还是PoW,2.0升级后为PoS)这些更接近科技类创新平台,PoS本质上更像是一种股权系统,其实PoS系统反而是需要中心化,偏向更依靠整个社区的生命力,需要依靠核心团队的创新与开拓能力往前走;而PoW则需要去中心化,更偏向稳定与提供 物化价值(objective costliness) 。
区块链作为一个价值分配系统, 算力是它的价值之锚,如果没有算力,就会退化为一个股权系统 。算力在哪,资金就会跟去哪。目前的发展趋势也是逐渐往多层网络的方向发展,类似TCP/IP的多层协议栈。从作为基础层(Base Layer)的角度看,更需要的是长期稳定与提供价值支撑,因此PoW系统更合适;而PoS可能更多的是可以作为Layer2以实现 可扩展性 (Scalability) ,弥补PoW基础层的吞吐量不足,并通过锚定在PoW基础层上来获取算力安全性与价值支撑。
最后顺带说下最近市场行情,5,6月份以来的瀑布令很多人很恐慌,恐慌指数一度长时间停留在个位数;其实我觉得也没必要那么恐慌,要在这个圈子长期活下去,面对这种大波动的心理预期还是要有的。想起之前红杉资本的沈南鹏经常提到一个词Grit,沙砾,它是砾石在千万次打磨后留下来的细小颗粒;Grit代表了勇气和持之以恒的一种坚持,有种经常被按地上摩擦但依然勇往直前的感觉。这个和塔勒布讲的反脆弱性有异曲同工之妙,承载价值的东西就应该具有这种品质,PoW系统肯定是有反脆弱性的。
回望2017年入圈后经历过的各种事件,其实像这样的大波动近乎每年都有(除了2019年一年比较顺利外);像2017年国内的94事件,2018年一整年的大熊市,2020的312事件,2021的519事件,再到2022今年的5,6月份市场转熊,每次经历大波动后,市场都会淘汰掉该淘汰的,出清掉该出清的风险,对整个行业发展也是好事。眼光还是应该放远一点,至少看5到10年后的变化,科技发展过程中所带来的波动和风险是不可避免的,日光之下无新鲜事,每次科技革命过程中总会夹杂着众多的反对、质疑,还有众多的投机、骗局;这个过程也总是通过各种暴雷、回归,清除泡沫后价值重估,夯实了基础后积蓄能量再次进入跃升到新的发展阶段。 价值互联网的到来是一件无法回避的事情 ,当理解和看清了这种趋势后,规避掉各种坑和市场噪音,远离合约杠杆和各种山寨的诱惑,握住核心资产,时间本身就会带来回报。
⑤ 区块链是以什么来存储数据
区块链的数据存储机制以核心特征为支撑,它将数据安全、透明性和可追溯性作为设计目标。
首先,区块链通过链式结构实现数据存储。每个数据块包含一个哈希值,链接着前一个块,形成一个连续的链条,这赋予了其名称“区块链”。这种结构使得数据查找和追踪变得高效便捷。
其次,区块链采用去中心化的存储策略,避免了集中式存储可能面临的攻击和数据篡改风险。数据分散存放在网络中的各个节点上,每个节点都有完整的数据副本,确保即使个别节点受损,系统仍能正常运行。
在加密技术的保护下,区块链中的数据在写入前被加密处理,既保护了隐私,又增强了安全性。每个块都有独特的哈希值,一旦数据变更,哈希值会随之改变,从而能及时发现任何非法改动。
最后,共识机制是区块链数据存储的关键保障。通过工作量证明或权益证明等机制,网络中的节点共同验证和确认数据的真实性。只有经过这一过程的数据,才能被纳入不可篡改的区块链中,确保其可靠性。